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第三章数控铣削加工程序编制3.1、数控铣床的功能概述数控铣床主要功能包括：1、点位控制功能实现对相互位置精度要求较高的孔系加工。2、连续轮廓控制功能实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。3、刀具半径补偿功能可以根据零件的标注尺寸来编程，不必考虑所用刀具的实际半径尺寸，减少编程时的复杂数值计算。4、刀具长度补偿功能可以自动补偿刀具的长短，以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求。3.2数控程序编程的基础知识N00G54G17；选择坐标系N10M03S800；N20G00X0Y0;运行到工件坐标原点N30G90G01G41X250.0Y550.0F150D01；N40Y900.0；N50X450.0；N60G03X500.0Y1150.0R650.0；N70G02X900.0Y1150.0R-250.0；N80G03X950.0Y900.0R650.0；N90G01X1150.0；N100Y550.0；N110X700.0Y650.0；N120X250.0Y550.0；N130G01G40X0Y0；N140M303.2数控程序编程的基础知识一、G：准备功能码(G功能字)二、X、Y、Z：坐标字三、F：进给功能字(F字)四、S：主轴转速功能字(S字)五、M：辅助功能码(M功能字)六、D：刀具功能字(D字)G功能码是使数控机床建立起（准备好）做某种加工方式的指令。•它用G和两位数字来表示，从G00到G99共100种•G代码有模态和非模态之分。模态G代码：一旦执行就一直保持有效，直到同一模态组的另一个G代码替代为止。非模态G代码：只有在它所在的程序段内有效。•同一程序段出现非同组的几个代码，并不影响G代码的续效性。同组代码不能同时出现在一个程序段中。一、G功能字•模态与非模态指令–模态是指:相应字段的值一经设置后就一直有效,直至某程序段又对该字段重新设置.（他的另一意义是指,设置之后,以后的程序段若使用相同的功能,可以不必再输入该字段.）–非模态代码就是本条程序段里有效的G代码。非模态指令：称非续效指令，其功能仅在出现的程序段有效。–程序段格式举例：N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08N40X90……（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）（1）坐标字由坐标名、带＋、-符号的绝对坐标值(或增量坐标值)构成。（2）表示坐标名的英文字母的含义如下所示：•X、Y、Z：X、Y、Z方向的主运动•U、V、W：分别对应平行X、Y、Z坐标的第二坐标•A、B、C：分别对应绕X、Y、Z坐标的转动坐标•I、J、K：圆弧中心坐标，圆弧的起点对圆心的增量坐标，分别对应于X、Y、Z坐标方向。二、坐标字三、进给功能字(F字)•它由地址码F和后面表示进给速度值的若干位数字构成。用它规定直线插补G01和圆弧插补G02／G03方式下，刀具中心的进给运动速度。•进给速度是指沿各坐标轴方向速度的矢量和；进给速度的单位取决于数控系统的工作方式和用户的规定。•它可以是mm/min、in/min、r／min。例如在米制编程的零件程序中F220就是表示进给速度为220mm/min。四、主轴转速功能字(S字)•S字用来规定主轴转速，它由S字母后面的若干位数字组成，这个数值就是主轴的转速值，单位是r/min。例如：S300表示主轴的转速为300r／min。•S字一般来说是模态的•M地址字后接2位数值，M00～M99，部分已国际标准化。•在同一程序段中，既有M代码，又有G代码时，系统将根据设定的参数来决定执行先后顺序：1)辅助功能代码与坐标移动指令同时执行。2)在执行坐标移动指令之前执行辅助功能，通常称之为“前置”。3)在坐标移动指令完成以后执行辅助功能，称为“后置”。•M代码也分成模态和非模态两种。如：M03,M04主轴的正转和反转，模态的•M代码可以分成两大类，一是基本M代码，另一类是用户M代码。基本M代码是由数控系统定义的；用户M代码则是由数控机床制造商定义的。五、辅助功能字(M功能)M辅助码：是控制机床开关功能的指令，如切削液打开，主轴正转、反转等。辅助功能字(M功能)（1）M00：程序暂停指令NC执行到M00时，中断程序的执行，按循环起动按钮可以继续执行程序。辅助功能字(M功能)（2）M01：可选择程序停止指令NC执行到M01时，若M01有效开关置为上位，则M01与M00指令有同样效果，如果M01有效开关置下位，则M01指令不起任何作用辅助功能字(M功能)(3)M02：程序结束指令遇到M02指令时，NC认为该程序已经结束，停止程序的运行并发出一个复位信号。（4）M30程序结束并返回程序头。在程序中，M30除了起到与M02同样的作用外，还使程序返回程序头。辅助功能字(M功能)（5）M03/M04主轴正反转该辅助代码与S功能字联合使用，用来启动主轴旋转如：M03S100（6）M05主轴停止六、刀具偏置字(D字和H字)•在程序中，D字后接一个数值是将规定在刀具偏置表中的刀具直径值调出，当使用刀具补偿激活时(G41，G42)，这个值就是刀具直径的补偿值。(1)G54建立工件坐标系与G55、G56、G57、G58、G59可选择6个坐标系3.3一些准备G代码指令G54：X-50Y-50Z-10建立了原点在O′加工坐标系G55:X-100Y-100Z-20建立了原点在O″的加工坐标系。(2)坐标平面设定指令（G17，G18，G19）G17表示选择XY平面，G18表示选择ZX平面，G19表示选择YZ平面。一般，数控车床默认在ZX平面内加工，数控铣床默认在XY平面内加工返回（3）G90、G91——绝对坐标及增量坐标编程指令G90表示程序段的坐标字为绝对坐标；G91表示程序段的坐标字为增量坐标。（4）G00快速点定位命令刀具以点位控制方式移动到下一个目标位置（点）程序书写格式为：G00X—Y—Z—其中X、Y、Z为目标点增量或绝对坐标。G00的定位过程：从程序段执行开始，加速到指定的速度，然后按此速度移动，最后减速到达终点。速度值由具体数控系统和机床决定，程序段中不能用F功能字指定。AB速度运动的几种方式：（1）按机床设定速度先令某轴移动到位后再令另一轴移动到位；（2）各轴按相同速度一齐移动，此时若X、Y、Z坐标要求行程不相等，各轴到达目标点的时间不同，刀具运动轨迹为一空间折线；（3）令各铀以不同的速度(各轴移动速度比等于各轴移动距离比)移动，同时到达目标点，刀具运动轨迹为一直线。因此，编程前应了解机床数控系统的G00指令各坐标轴运动的情况，避免刀具与工件或夹具碰撞。返回说明：1、G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。2、为避免干涉，通常的做法是：不轻易三轴联动。一般先移动一个轴，再在其它两轴构成的面内联动。如：进刀时，先在安全高度Z上，移动（联动）X、Y轴，再下移Z轴到工件附近。退刀时，先抬Z轴，再移动X-Y轴。直线插补指令用于产生按指定进给速度F实现空间直线运动。程序格式：G01X～Y～Z～F～其中：X、Y、Z的值是直线插补的终点坐标值。例：实现图中从A点到B点的直线插补运动,其程序段为：绝对方式编程：G90G01X10Y10F100增量方式编程：G91G01X-10Y-20F100（1）直线插补指令G013.5、轮廓插补命令返回(2)圆弧插补指令顺时针圆弧插补指令（G02）逆时针圆弧插补指令（G03）方向：从XY平面（ZX平面，YZ平面）的Z轴（Y轴，X轴）的正向往负向观察XYG17G03G02ZXG18G03G02YZG19G03G02•圆弧插补（G02/G2、G03/G3）–功能：G02为顺时针插补，G03为逆时针插补格式：G03XxYyIiJjFf或G03XxYyRrFfx,y----终点坐标(与G90和G91有关)I,J----圆心坐标(增量值，与G90和G91无关)r------圆弧半径(负值表示大于180度圆弧)f-------切向速度例：G03X100.Y100.I50.J50.F100.或G03X100.Y100.R50.F100.I，J分别表示X，Y轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如下图所示。某项为零时可以省略。注意：R取值的正负G00X0Y0;G02X0Y0I10J0F100;注意：整圆必须用圆心坐标编程,不能用半径编程圆弧插补示例，加工轨迹如图90120140200R60R501006040OYX指定圆心、绝对编程方式：G01X200.0Y40.0；G90G03X140.0Y100.0I-60.0F300；G02X120.0Y60.0I-50.0；CBA圆弧插补示例，加工轨迹如图指定圆心的，增量编程方式：G91G03X-60.0Y60.0I-60.0F300；G02X-20.0Y-40.0I-50.0；90120140200R60R501006040OYXCBA圆弧插补示例，加工轨迹如图90120140200R60R501006040OYX指定半径、绝对编程方式：G01X200.0Y40.0；G90G03X140.0Y100.0R60.0F300G02X120.0Y60.0R50.0；CBA圆弧插补示例，加工轨迹如图指定半径的，增量编程方式：G91G03X-60.0Y60.0R60.0F300；G02X-20.0Y-40.0R50.0；90120140200R60R501006040OYXCBA返回运动指令G00G01G02G03运动的目标G00XYZ折线机床允许的最高速度G01XYZ直线速度由F指定G02XY圆弧（大小圆心坐标I、J确定）速度由F指定G03XY圆弧（大小圆弧半径R确定）速度由F指定运动的轨迹运动的速度应用举例刀具具有一定的半径，刀具中心点的运动轨迹与被加工零件的轮廓轨迹不重合，必须使刀具中心的运动轨迹偏离轮廓一个刀具半径值，这种偏移叫做刀具半径补偿。(2)刀具半径补偿指令(G41/G42/G40)G41为刀具半径左补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿。（刀具绕工件顺时针运动）G42为刀具半径右补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿。（刀具绕工件逆时针运动）G40为补偿撤消指令。G41/G42G00/G01X～Y～D～//建立补偿程序段……………………G40G00/G01X～Y～//补偿撤消程序段//轮廓切削程序段程序格式：G41/G42程序段中的X、Y值是建立补偿直线段的终点坐标值；G40程序段中的X、Y值是撤消补偿直线段的终点坐标；D为刀具半径补偿代号地址字，后面一般用两位数字表示代号，代号与刀具半径值一一对应。•分为三步：•1、刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。•2、刀补进行：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。•3、刀补取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。刀心轨迹法向刀补矢量编程轨迹刀补引入刀补进行中202010501050刀补矢量刀补取消刀心轨迹编程轨迹B功能刀补XYC功能刀补aa90°aa90°自动插入刀补路径处理尖角人工增加G39指令刀具半径补偿的过程•1、刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。也要从第3轴正方向往负方向判断。•2、刀补调用：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。•3、刀补取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。由数控系统来自动完成刀具补偿的计算工作。启用数控系统的刀具补偿功能后，刀具补偿的计算工作将由数控系统来自动完成。此时数控加工程序段中的坐标数据采用零件轮廓的实际坐标数据。G01G42X-10Y10D10F200G02X0Y20R10F200G02X0Y20I0J-20X10Y10R10G01G40X0Y0，20，10XY（1）建立和取消刀补只能由G00、G01切线进入或切出,不能使用圆弧指令。（2）必须在切入工件前完成刀具半径补偿，建立